Die AtmosphÀre der Erde "atmet" schneller als gedacht

Die Erdatmosphäre atmete in einem fast einen Monat dauernden Zyklus. Jetzt sagen Wissenschaftler, dass der Planet alle paar Tage einen schnellen Atemzug nimmt.

Die atemähnliche Aktivität ist das Ergebnis von schnellen Sonnenwindstörungen, die alle paar Tage eine wiederkehrende Expansion und Kontraktion der Erdatmosphäre verursachen, zeigen Satellitenbeobachtungen. Dieser atmosphärische Modus könnte die Funkkommunikation beeinflussen, umkreisen Satelliten und möglicherweise das Klima der Erde, sagen Forscher.

Die Expansion und Kontraktion geschieht weit in der Thermosphäre der Erde, der Schicht der Atmosphäre, die sich etwa 60 bis 500 Meilen (96,5 bis 483 Kilometer) über der Oberfläche des Planeten erstreckt. Die Thermosphäre reagiert ständig mit der oberen Atmosphäre der Sonne, wenn sie sich in das Sonnensystem ausdehnt, sagte einer der Forscher, der die Entdeckung machte, Jeff Thayer von der Universität von Colorado in Boulder, während einer Pressekonferenz auf der Jahrestagung des Amerikaners Geophysikalische Union in San Francisco gestern.

Diese Wechselwirkung verursacht einen Energieaustausch, der die Dichte der Thermosphäre verändern kann (wie dicht die Gasmoleküle in ihm sind). Wenn sich seine Dichte ändert, dehnt sich die Thermosphäre aus und zieht sich zusammen.

5, 7 und 9

Es ist bekannt, dass extreme ultraviolette (UV) -Strahlung von der Sonne einen 27-tägigen Expansions- und Kontraktionszyklus verursacht, indem die Dichte der Thermosphäre durch Erhitzen verändert wird.

Thayer und sein Team analysierten Daten aus dem Deutschen Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) und dem Satelliten NASA Advanced composition Explorer und stellten fest, dass die Thermosphäre auch alle fünf, sieben und neun Tage zu atmen schien, "was unerwartet war", sagte Thayer.

Die Forscher stellten fest, dass die Ursache für diese kürzeren Expansionen und Kontraktionen schnelle Winde waren, die von relativ kühlen Taschen auf der Sonnenoberfläche erzeugt wurden, die als solare koronale Löcher bekannt sind und sich periodisch um die Sonnenoberfläche drehen.

Thayer sagte, dass diese Entdeckung dazu beitragen könnte, die Satellitenverfolgung zu verbessern, was ein Teil des Ziels der Studie war, die teilweise von der US Air Force finanziert wurde. Die Thermosphäre ist stark mit Raumfahrzeugen bevölkert, einschließlich der Internationalen Raumstation und mehr als 800 operationellen Satelliten.

Auswirkungen

Änderungen in der Dichte der Thermosphäre können den Widerstand eines Satelliten verändern und ihn verlangsamen, wenn die Dichte höher ist. Dies kann Schätzungen darüber auslösen, wo sich die Position eines Satelliten zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden sollte, was wiederum zu Problemen bei der Vermeidung von Kollisionen zwischen Raumfahrzeugen und Weltraummüll führen kann. Thayer und sein Kollege hoffen, dass ihre Entdeckung zu einer verbesserten Satellitenverfolgung führen wird.

Diese Atmung der Atmosphäre kann auch zu Veränderungen in der Zusammensetzung der Ionosphäre führen, die von den oberen Teilen der Mesosphäre (knapp unterhalb der Thermosphäre) bis zur Exosphäre reicht. Diese Veränderungen haben Auswirkungen auf die Erdoberfläche, weil "die Ionosphäre alle Arten von Radiooperationen beeinflusst", sagte Studienmitglied Geoff Crowley, President und Chief Scientist bei Atmospheric & Space Research Associates (ASTRA) in San Antonio, Texas.

Die Veränderungen in der Erwärmung, die das Atmen verursachen, können sich auch auf das Klima auswirken, indem sie den "Thermostat" der oberen Atmosphäre auslösen, wie das Studenteam-Mitglied Martin Mlynczak vom Langley Research Center der NASA, Hampton, Virginia, ausdrückte. Die hinzugefügte UV-Strahlung heizt die Atmosphäre auf, was dazu führt, dass gasförmige Moleküle diese Wärme in Form von Infrarotstrahlung abstrahlen.

  • 101 Erstaunliche Fakten zur Erde
  • Top 10: Das wildeste Wetter in der Galaxis
  • Bilder: Himmel Szenen